吉林省伊通满族自治县高中物理 实验电阻率、游标卡尺螺旋测微器课件 新人教版选修31.ppt

实验：测定金属的电阻率游标卡尺的使用外测量爪外测量爪紧固螺钉紧固螺钉内测量爪内测量爪游标尺游标尺深度尺深度尺主尺主尺游标卡尺的构造•新的测量工具——游标卡尺051001请同学们观察请同学们观察10分度的游标卡尺说出主尺和游标尺的分度的游标卡尺说出主尺和游标尺的 刻度数的区别刻度数的区别10分度游标卡尺分度游标卡尺[思考]：当被测量的物体厚度为0.1mm时，游标上的哪一根刻度线与主尺上刻度线相对齐呢？发散思维：发散思维：若被测量的物体厚度为若被测量的物体厚度为0.20.2mmmm，游，游标上的哪一根刻度线又与主尺上刻度线相对标上的哪一根刻度线又与主尺上刻度线相对齐呢？齐呢？精确度为0.1mm051001•10分度游标卡尺读数规则测量值测量值= 主尺整毫米数主尺整毫米数 + N× 0.1mm主尺主尺0 1 2 3 4N指游标上第指游标上第几根线与主尺几根线与主尺对齐对齐0主尺读数：4mm 游标尺读数： 3 ×0.1 mm =0.3mm•读数练习测量值：测量值：20 mm + 6×0.1mm=20.6mm0 1 2 3 40 1001020012320分度游标卡尺分度游标卡尺观察观察20分度和分度和50分度的游标卡尺的主尺刻度与游分度的游标卡尺的主尺刻度与游标刻度的区别，思考它们的精确度是多少？又如标刻度的区别，思考它们的精确度是多少？又如何来读数呢？何来读数呢？精确度为0.05一同学用游标卡尺测一根金属管的深度时，游标卡尺一同学用游标卡尺测一根金属管的深度时，游标卡尺上的游标尺和主尺的相对位置如图甲所示，则这根金上的游标尺和主尺的相对位置如图甲所示，则这根金属管的深度是属管的深度是 cm；．；．1.0551cm2cm3cm01020主尺主尺游标尺游标尺图甲图甲课堂实练课堂实练交流思考•用50分度的游标卡尺测量的结果值精确到小数点后几位？与10分度的卡尺相比哪个精度更高呢，为什么？(单位为mm)板书设计螺旋测微器的使用1、螺旋测微器的构造：APFTGHKK’A、固定小砧P、可动小砧F 、U型框架G、固定尺H、可动尺K、旋钮（又称微分筒） K′、微调•2.原理原理•精密螺精密螺纹纹的螺距是的螺距是0.5mm，即，即K每旋每旋转转一周，一周，P前前进进或后退或后退0.5mm，可，可动动刻度分成刻度分成50等份，每一等份表等份，每一等份表示示0.01mm，即可，即可动动刻度每刻度每转过转过一等份，一等份，P前前进进或后或后退退0.01mm.因此，从可因此，从可动动刻度旋刻度旋转转了多少个等份就了多少个等份就知道知道长长度度变变化了多少个化了多少个0.01mm.用它用它测测量量长长度，可度，可以精确到以精确到 　　mm，，还还可以估可以估读读到到0.001mm(即毫米即毫米的千分位的千分位)，因此螺旋，因此螺旋测测微器又称微器又称为为千分尺千分尺.0.012、螺旋测微器的使用方法： 课本上的螺旋测微器是外径千分尺，如图所示，课本上的螺旋测微器是外径千分尺，如图所示，a、使用前应先检查零点，方法是缓缓转动保护旋钮、使用前应先检查零点，方法是缓缓转动保护旋钮K′，使测杆（要动小砧，使测杆（要动小砧P）和测砧（固定小砧）和测砧（固定小砧A）接触，到棘轮发出声音为止，此时可动尺（活动）接触，到棘轮发出声音为止，此时可动尺（活动套筒）上的零刻线应当和固定套筒上的基准线（长横线）对正，否则有零套筒）上的零刻线应当和固定套筒上的基准线（长横线）对正，否则有零误差。

误差b、左手持曲柄（、左手持曲柄（U型框架），右手转动大旋钮型框架），右手转动大旋钮K使测杆使测杆P与测砧与测砧A间距稍大间距稍大于被测物，放入被测物，转动保护旋钮于被测物，放入被测物，转动保护旋钮K′到夹住被测物，棘轮发出声音为到夹住被测物，棘轮发出声音为止c、拨固定旋钮使测杆固定后读数拨固定旋钮使测杆固定后读数3、螺旋测微器使用注意事项：a．转动保护旋钮．转动保护旋钮K′不可太快，否则由于惯不可太快，否则由于惯性会使接触压力过大使被测物变形，造成测性会使接触压力过大使被测物变形，造成测量误差，更不可直接转动大旋钮去使测杆夹量误差，更不可直接转动大旋钮去使测杆夹住被测物，这样往往压力过大使测杆上的精住被测物，这样往往压力过大使测杆上的精密螺纹变形，损伤量具密螺纹变形，损伤量具b．被测物表面应光洁，不允许把测杆固定．被测物表面应光洁，不允许把测杆固定而将被测物强行卡入或拉出，那会划伤测杆而将被测物强行卡入或拉出，那会划伤测杆和测砧的经过精密研磨的端面和测砧的经过精密研磨的端面c．轻拿轻放，防止掉落摔坏．轻拿轻放，防止掉落摔坏d．用毕放回盒中，存放中测杆．用毕放回盒中，存放中测杆P和测砧和测砧A不不要接触，长期不用，要涂油防锈。

要接触，长期不用，要涂油防锈4、螺旋测微器的调零判断：0没有调零，读数偏大0545没有调零，读数偏小05450调零准确054504、螺旋测微器的读数原理：012固定刻度：每刻度为1毫米可动刻度每转1周，可动小砧就沿轴线直进（或退）0.5毫米，若旋转n个最小分度（包括估读分度），则l=0.01n毫米45040可动刻度：50等分主尺上的0.5毫米，每等分为0.01毫米测量读数=固定刻度+半刻度+可动刻度（+估读位）半刻度5、螺旋测微器的读数方法：012固定刻度：2是否超过半刻度？是可动刻度：46.045040读数L= 固定刻度L= 2 + 0.5 + 0.460 = 2.960 mm+半刻度+可动刻度6、螺旋测微器的读数练习：01固定刻度：1是否超过半刻度？是可动刻度：25.0253020读数L= 固定刻度L= 1 + 0.5 + 0.250 = 1.750 mm+半刻度+可动刻度012固定刻度：2是否超过半刻度？否可动刻度：34.4354030读数L= 固定刻度L= 2 + 0.0 + 0.344 = 2.344 mm+半刻度+可动刻度6、螺旋测微器的读数练习：0固定刻度：0是否超过半刻度？不太清楚。

可动刻度：0.6说明已经超过半刻度线0545读数L= 固定刻度L= 0 + 0.5 + 0.006 = 0.506 mm+半刻度+可动刻度6、螺旋测微器的读数练习：0固定刻度：0是否超过半刻度？不太清楚可动刻度：49.6说明没有超过半刻度线0545读数L= 固定刻度L= 0 + 0 + 0.496 = 0.496 mm+半刻度+可动刻度6、螺旋测微器的读数练习：0110155答案：L= 1+ 0.5 + 0.104 = 1.604 mm7、请你读出下列测量结果：1.60400545答案：L= 1+ 0 + 0.004 = 1.004 mm7、请你读出下列测量结果：1.0040404535答案：L= 0+ 0.5 + 0.405 = 0.905 mm7、请你读出下列测量结果：0.905•二、二、测测定金属的定金属的电电阻率阻率1.实验实验目的目的•(1)练习练习使用螺旋使用螺旋测测微器微器•(2)学会用伏安法学会用伏安法测测量量电电阻的阻阻的阻值值•(3)测测定金属的定金属的电电阻率阻率2.实验实验原理原理•根据根据电电阻定律公式阻定律公式R=　　　　，只要，只要测测出金属出金属导线导线的的长长度度l和它的直径和它的直径d，，计计算出算出导线导线的的横截面横截面积积S，并用伏安法，并用伏安法测测出金属出金属导线导线的的电电阻阻R，即可，即可计计算出金属算出金属导线导线的的电电阻率阻率.3.实验实验器材器材•米尺米尺(最小分度最小分度值值1mm)、螺旋、螺旋测测微器、直微器、直流流电压电压表和直流表和直流电电流表、滑流表、滑动变动变阻器、阻器、电电池、开关及池、开关及连连接接导线导线、金属、金属电电阻阻丝丝.4.实验实验步步骤骤(1)用螺旋用螺旋测测微器在被微器在被测测金属金属导线导线上三个上三个不同位置不同位置各各测测一次直径，求出其平均一次直径，求出其平均值值d，，计计算出算出导线导线的横截面的横截面积积S.(2)用毫米刻度尺用毫米刻度尺测测量接入量接入电电路中的被路中的被测测量金属量金属导线导线的的有效有效长长度度，反复，反复测测量量3次，求出其平均次，求出其平均值值L.(3)(3)依照图依照图8-5-38-5-3所示的电路图用导线把器材连好，并所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大把滑动变阻器的阻值调至最大. .图8­5­3(4)(4)电路经检查无误后，闭合开关电路经检查无误后，闭合开关S S，改变滑动变阻器滑动片的位置，，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的读出几组相应的电流表、电压表的示数示数I I和和U U的值，记入记录表格内，的值，记入记录表格内，断开开关断开开关S S，求出电阻，求出电阻R R的平均值的平均值. .•(5)将测得的R、l、d的值代入电阻•率计算公式￿￿￿￿￿￿　　　　　中，计算出金属导线的电阻率.5.注意事注意事项项•(1)本本实验实验中被中被测测金属金属导线导线的的电电阻阻值较值较小，小，因此因此实验电实验电路必路必须须采用采用电电流表外接法流表外接法.•(2)实验连线时实验连线时，，应应先从先从电电源的正极出源的正极出发发，，依次将依次将电电源、开关、源、开关、电电流表、待流表、待测测金属金属导导线线、滑、滑动变动变阻器阻器连连成主干成主干线线路路(闭闭合合电电路路)，，然后再把然后再把电压电压表并表并联联在待在待测测金属金属导线导线的两的两端端.•(3)金属金属导线导线的的长长度，度，应该应该是在是在连连入入电电路之路之后再后再测测量，量，测测量的是接入量的是接入电电路部分的路部分的长长度，度，并且要在拉直之后再并且要在拉直之后再测测量量.•(4)接通接通电电源的源的时间时间不能不能过长过长，通，通过电过电阻阻丝丝的的电电流不能流不能过过大，否大，否则则金属金属丝丝将将因因发热发热而温度升高，而温度升高，这样这样会会导导致致电电阻阻率率变变大，造成大，造成较较大大误误差差.•(5)要恰当要恰当选择电选择电流表、流表、电压电压表的量程表的量程，，调节调节滑滑动变动变阻器的阻阻器的阻值时值时，，应应注意同注意同时观时观察两表的察两表的读读数，尽量使两表的指数，尽量使两表的指针针偏偏转较转较大，以减小大，以减小读读数数误误差差.•　　　测定金属的电阻率的一般方法•在“测量金属丝的电阻率”的实验中：•(1)用螺旋测微器测金属丝的直径如图8-5-4所示，则金属丝的直径为￿￿　　mm.图8­5­40.350•(2)已知已知电电阻阻丝丝的的电电阻阻约为约为10Ω，，现备现备有下列有下列器材供器材供测测量量该电该电阻阻丝丝的的电电阻阻时选时选用，用，应选应选用用的器材有的器材有　　　　　　(只填代号只填代号).•A.量程是量程是0～～0.6A，内阻，内阻约约 0.5Ω的的电电流表；流表；•B.量程是量程是0～～3A，内阻，内阻约约 0.1Ω的的电电流表；流表；•C.量程是量程是0～～3V，内阻，内阻约约 6kΩ的的电压电压表；表；•D.量程是量程是0～～15V，内阻，内阻约约 30kΩ的的电压电压表；表；•E.阻阻值为值为0～～1kΩ，，额额定定电电流流为为0.5A的滑的滑动变动变阻器；阻器；•F.阻阻值为值为0～～20Ω，，额额定定电电流流为为2A的滑的滑动变动变阻器；阻器；•G.蓄蓄电电池池(6V)；；•H.开关一个，开关一个，导线导线若干若干. •(3)画画电电路路图时图时，，还还要要选择电选择电流表是内接流表是内接电电路，路，还还是外接是外接电电路路.•由由Rx=10Ω，，RA=0.5Ω，，RV=6000Ω可知，可知， ，，应选电应选电流表外接流表外接.电电路路图图如下如下图图.•变变式式训练训练1：：影响物影响物质质材料材料电电阻率的因素很阻率的因素很多，一般金属材料的多，一般金属材料的电电阻率随温度的升高阻率随温度的升高而增大，而一般半而增大，而一般半导导体材料的体材料的电电阻率阻率则则与与之相反，随温度的升高而减小之相反，随温度的升高而减小.某某课题课题研究研究组组需要研究某种需要研究某种导电导电材料的材料的导电规导电规律，他律，他们们用用该该种种导电导电材料制作成材料制作成电电阻阻较较小的小的线线性性元件元件Z做做实验实验，，测测量元件量元件Z中的中的电电流随两端流随两端电压电压从零逐从零逐渐渐增大增大过过程中的程中的变变化化规规律律.•(1)他他们应选们应选用下用下图图所示的哪个所示的哪个电电路路进进行行实验实验( 　　　　 )A•(2)按照正确的按照正确的电电路路图连图连接接图图8-5-5的的实实物物图图.图8­5­5•(3)实验测实验测得元件得元件Z的的电压电压与与电电流的关系如下流的关系如下图图所示所示.根据表中数据，判断元件根据表中数据，判断元件Z是金属材是金属材料料还还是半是半导导体材料体材料.•Z是是 　　　　.U(V) 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60I(A)0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20半导体•(4)用螺旋用螺旋测测微器微器测测得得线线状元件状元件Z的直径的直径如如图图8-5-6所示，所示，则则Z的直径是的直径是　　　　mm.图8­5­61.990 在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标上，如图8­5­9所示． (1)根据各点表示的数据描出I-U图线，由此求得该电阻的阻值Rx= _____(保留两位有效数字)． (2)画出此实验的电路原理图．图象法处理数据在该实验中的应用 解析：本题采用图像法解题，只要正确画出本题采用图像法解题，只要正确画出I—U图线，然后从图线中求图线，然后从图线中求出出Rx，作图线时使多数点在图线上，被测电阻，作图线时使多数点在图线上，被测电阻Rx阻值看成是不变的，则图线阻值看成是不变的，则图线应是通过原点的一条直线．图线的斜率等于被测电阻阻值应是通过原点的一条直线．图线的斜率等于被测电阻阻值Rx. (1)舍去不合理的点．直线如图甲所示．舍去不合理的点．直线如图甲所示．Rx=2.4×103Ω (2.3×103或或2.5×103也算对也算对)．．如图甲所示，观察如图甲所示，观察6个实验点，发现第个实验点，发现第4点偏差较大，舍去不用，将其余五点点偏差较大，舍去不用，将其余五点连成直线，得到过坐标原点的连成直线，得到过坐标原点的I—U图像．由图像适当选取图像．由图像适当选取I、、U值，值，甲 (2)由于待测电阻较大，Rx≫RA，测量电路应设计为内接法． 由于待测电阻较大，控制电路宜采用分压电路如图乙，但由于滑动变阻器阻值情况不明确，也可用限流接法．乙。